近年来,在科技蓬勃发展的同时,不规律的生活习惯使越来越多的人们被心脑血管疾病所困扰。由于传统的手术治疗具有辐射伤害大、术后创口大且恢复缓慢的缺点,而微创手术独有的特点使其可以克服传统手术治疗的不足,从而成为了医学界关注的热点。将微创手术与机器人技术结合起来已经是医学界的主流发展趋势,有着广阔的发展前景。血管机器人是针对心脑血管疾病问题尝试的一种新方法,在血管机器人的辅助下可以大量减少传统手术带来的伤害,因而对血管机器人的研究逐渐演变为医学界的重要研究方向。本文选取血管机器人为研究对象,该机器人具有螺旋尾部结构,具有较好的动力性能。为了精确描述血管机器人平移,旋转,俯仰等多种运动模式,建立了血管机器人运动学及动力学模型,设计视重补偿器来抵消视重力的下沉偏移作用,设计滑模控制器及自适应滑模控制器,证明控制器的稳定性并进行仿真验证。首先,考虑到血管机器人的姿态轨迹耦合影响,利用对偶四元数理论对血管机器人的姿态运动与轨迹运动同时进行描述,建立了血管机器人姿态轨迹一体化的运动学和动力学模型。相较于其他的运动描述方法,用对偶四元数对血管机器人进行建模描述形式更为精炼,降低了数据运算难度。其次,针对在视重力的作用下血管机器人运动轨迹出现下沉偏移现象的问题,设计视重补偿器,通过使血管机器人的姿态向上倾斜一定角度,来抵消视重力的下沉影响,提高血管机器人精密控制的精确性、可靠性和安全性。设计滑模变结构控制器同时控制血管机器人的运动姿态与轨迹,利用Lyapunov稳定性理论证明滑模控制器的稳定性,并分别设计直线形与曲线形血管轨迹来仿真验证控制器的有效性。最后,由于血管机器人在实际操作中处于具有时变特性的脉动流体环境中,人体血液中各项参数存在差异性,导致血管机器人的模型参数具有无法估计的多变性及不确定性,同时为了抑制滑模变结构控制的抖动现象,设计自适应滑模控制器,利用Lyapunov稳定性相关理论证明自适应滑模控制器的稳定性,分别用直线形与曲线形血管轨迹进行仿真验证。